[ad_1]

از روشهای میکروسکوپی غیرتهاجمی مانند میکروسکوپ انسجام نوری و میکروسکوپ دو فوتونی معمولاً برای تصویربرداری داخل بدن از بافتهای زنده استفاده می شود. وقتی نور از میان مواد کدر مانند بافت های بیولوژیکی عبور می کند ، دو نوع نور تولید می شود: فوتون های بالستیک و فوتون های مکرر پراکنده. فوتون های بالستیک بدون هیچگونه انحرافی مستقیماً از طریق جسم عبور می کنند و بنابراین برای بازگرداندن تصویر جسم استفاده می شوند. از طرف دیگر ، فوتون های مکرر پراکنده با عبور نور از ماده و به عنوان یک نویز متلاشی شده در تصویر بازسازی شده ، با انحرافات تصادفی تولید می شوند. با انتشار نور در فواصل روزافزون ، نسبت بین فوتون های مکرر پراکنده و بالستیک به طرز چشمگیری افزایش می یابد ، بنابراین اطلاعات تصویر را پنهان می کند. علاوه بر نویز تولید شده توسط نور پراکنده مکرر ، انحراف نوری نور بالستیک همچنین منجر به کاهش کنتراست و تاری تصویر در طی فرایند بازیابی تصویر می شود.

به طور خاص ، بافت استخوان دارای ساختارهای پیچیده داخلی متعددی است که باعث پراکندگی نور چندگانه قوی و انحراف نوری پیچیده می شود. در مورد تصویربرداری نوری از مغز موش از طریق جمجمه دست نخورده ، به دلیل سر و صدای لکه بینی زیاد و اعوجاج تصویر ، تجسم ساختارهای خوب سیستم عصبی دشوار است. این در تحقیقات علوم اعصاب ، جایی که موش به عنوان مدل ارگانیسم به طور گسترده ای استفاده می شود ، مسئله ساز است. با توجه به محدودیت های تکنیک های تصویربرداری که در حال حاضر استفاده می شود ، باید جمجمه را برداشته یا نازک کرد تا از طریق میکروسکوپی شبکه های عصبی بافت زیرین مغز بررسی شود.

بنابراین ، راه حل های دیگری برای دستیابی به تصویربرداری عمیق تر از بافت های زنده ارائه شده است. به عنوان مثال ، از میکروسکوپ تری فوتون در سالهای اخیر برای تصویربرداری از سلولهای عصبی در زیر جمجمه موش با موفقیت استفاده شده است. با این حال ، میکروسکوپ تری فوتون با سرعت تکرار پایین لیزر محدود می شود زیرا از یک پنجره تحریک در محدوده مادون قرمز استفاده می کند ، که می تواند به بافت زنده در هنگام تصویربرداری داخل بدن آسیب برساند. همچنین دارای برانگیختگی بیش از حد است ، به این معنی که عکاسی عکس از روش دو فوتونی گسترده تر است.

اخیراً ، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور CHOI Wonshik از مرکز طیف سنجی مولکولی و پویایی در انستیتوی علوم پایه (IBS) در سئول ، کره جنوبی ، دستیابی به موفقیت بزرگ در تصویربرداری نوری بافت عمیق را انجام داده است. آنها میکروسکوپ نوری جدیدی را ایجاد کردند که می تواند از طریق جمجمه موش دست نخورده تصویربرداری کرده و یک نقشه میکروسکوپی از شبکه های عصبی در بافت مغز بدون از دست دادن تفکیک فضایی بدست آورد.

این میکروسکوپ جدید میکروسکوپ ماتریس بازتابنده نامیده می شود و ترکیبی از نیروهای سخت افزاری و نوری تطبیقی ​​محاسباتی (AO) است ، فناوری که در اصل برای نجوم زمینی برای اصلاح انحرافات نوری ساخته شده است. در حالی که میکروسکوپ کانفوکال متداول سیگنال بازتاب را فقط در نقطه کانونی روشنایی اندازه گیری می کند و نور کاملاً متمرکز از خود ساطع می کند ، میکروسکوپ ماتریس بازتابنده تمام فوتونهای پراکنده را در موقعیتهای غیر از نقطه کانونی ثبت می کند. فوتون های پراکنده سپس با استفاده از یک الگوریتم جدید AO به نام حلقه بسته تک پراکندگی (CLASS) ، که تیم در سال 2017 توسعه داده است ، محاسبه می شوند. انحراف در مقایسه با معمول ترین سیستم های میکروسکوپ AO ، که به نور افکن های روشن یا اجسام فلورسنت به عنوان ستاره های پیشرو نیاز دارند ، مشابه استفاده از AO در نجوم ، میکروسکوپ ماتریس منعکس کننده بدون علامت گذاری فلورسانس و صرف نظر از ساختارهای هدف کار می کند. علاوه بر این ، تعداد حالت های انحراف قابل تنظیم بیش از 10 برابر بیشتر از سیستم های AO معمولی است.

میکروسکوپ منعکس کننده ماتریس یک مزیت بزرگ دارد ، زیرا می توان آن را مستقیماً با میکروسکوپ معمولی دو فوتونی که قبلاً به طور گسترده در زمینه علوم زندگی استفاده می شود ، ترکیب کرد. برای از بین بردن انحراف بدست آمده از پرتو تحریک میکروسکوپ دو فوتونی ، تیم تحقیقاتی نوری تطبیقی ​​سخت افزاری را در میکروسکوپ ماتریس بازتابنده مستقر کردند تا انحراف جمجمه موش را خنثی کنند. آنها با ساخت تصاویر فلورسنت دو فوتونی از ستون فقرات دندریتیک یک نورون پشت جمجمه موش ، با وضوح مکانی نزدیک به حد پراش ، توانایی های میکروسکوپ جدید را نشان دادند. به طور معمول ، یک میکروسکوپ معمولی دو فوتونی بدون برداشتن کامل بافت مغز از جمجمه نمی تواند ساختار ظریف ستون فقرات دندریتیک را برطرف کند. این یک موفقیت فوق العاده مهم است ، زیرا گروه کره جنوبی اولین تصویر از شبکه های عصبی با وضوح بالا را از طریق جمجمه موش سالم به نمایش گذاشت. این بدان معنی است که اکنون می توان مغز موش را در بومی ترین حالت ها بررسی کرد.

استاد تحقیق YOON Seokchan و دانشجوی تحصیلات تکمیلی LEE Hojun که این تحقیق را انجام داده است ، گفت: “با اصلاح اعوجاج جبهه موج ، ما می توانیم انرژی نور را به محل مورد نظر در بافت زنده متمرکز کنیم.” “میکروسکوپ ما به ما امکان می دهد ساختارهای ظریف داخلی را در اعماق بافتهای زنده بررسی کنیم که به هیچ وجه قابل حل نیستند. این به ما در تشخیص زودرس بیماری کمک زیادی می کند و تحقیقات عصبی را تسریع می کند.”

محققان خط تحقیق بعدی خود را تنظیم کردند تا فاکتور شکل میکروسکوپ را به حداقل برسانند و سرعت تصویربرداری آن را افزایش دهند. هدف تولید میکروسکوپ ماتریس انعکاسی بدون برچسب با تصاویر با عمق بالا برای استفاده در کلینیک ها است.

معاون مدیر CHOI وونشیک گفت: “میکروسکوپ ماتریس بازتابنده یک فناوری نسل بعدی است که فراتر از محدودیت های میکروسکوپ نوری معمولی است. این به ما امکان می دهد درک خود را از انتشار نور از طریق رسانه های پراکنده گسترش دهیم و دامنه کاربردهای میکروسکوپ نوری را گسترش دهیم. می تواند اکتشاف کند. “

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط موسسه علوم پایه. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: khabar-erfan.ir